先进的采矿技术及其应用分析

先进的采矿技术及其应用分析

经济的发展离不开矿产资源的开采，随着我国工业发展水平的不断提高，对矿产资源的需求量也越来越大。为了提高矿产资源开采的速度和精度，先进的采矿技术应运而生。就目前而言，不论是我国还是其他国家，都在不断研发低成本、高效的采矿技术。

1 分析我国目前采矿技术现状

我过采矿技术的发展已经有了突破性的进展，不论是设备的不断完善，还是工艺和技术水平的不断提高，都标志着我国采矿技术的进步。目前，我国常用的采矿技术主要包括充填采矿法、崩落采矿法和空场采矿法。

1.1 充填采矿法

1.1.1 干式填充采矿法

干式填充采矿法在现今已经很少看到了，这种采矿方法起源于20世纪50年代，当时甚为流行，主要用来开采黑色金属矿山，但随着社会的发展，干式填充采矿法的缺陷逐渐显现出来，其充填不够密实、劳动强度大和生产能力低等缺点严重阻碍了开采的效率，逐渐被淘汰。这种开采方法的主要原理就是自上而下进行分层开采，其中填充物大多以废石为主。

1.1.2 水力充填采矿法

水力充填采矿法从字面意义上就可以理解，即采用水作为填充物进行采矿，虽然水力

充填采矿法还可以进行更细层次的划分，但原理上还是相似的，都是借助水沙混合物所形成的自然压头或者机械加压的方法，将砂浆沿着管道运输到矿房种，在将矿浆中的水从矿房内渗滤出来，最后用沉积下来的充填料充填采空场。

1.2 崩落法

崩落法主要运用与冶金地下矿山的开采，这种开采方法在我国已经有十年之久的历史，其崩矿量也逐渐增加，是一种相对比较安全高效的采矿方法。随着技术水平的不断提高，崩落法逐渐从小参数转向大参数，这不仅减少了工作人员的工作量，提高了开采效率，更节约了人力财力，降低了成本，并提高了开采的安全系数，从而最终获取较高的经济效益。

1.3 空场法

空场法的使用主要依赖于开采设备，如若开采设备是大型机械设备，则利用空场法可以大幅度提高开采效率，也就是说，空场法具有阶段出矿和大采场等特点。由于考虑到空场法的使用需要大量的空间，所以对于加拿大等空旷地区使用空场法具有绝对优势。这种开采方法同上述开采方法的目的相同，都是为了降低成本，提高效率。

2 我国金属采矿技术的发展趋势

在这个对金属矿产资源需求紧绷的时代，金属采矿技术的发展趋势尤为受到各方关注，以下就采矿技术的几大发展趋势进行简单讲述。

2.1 采矿设备的自动化、高效化和机械化

机械设备的生产和发展最终目的就是解放劳动力，所以，采矿设备实现自动化使其必然的发展趋势。我国经过多年的努力，在采矿技术上也取得了一些突破性的进展，但与发达国家相比还是存在一定的差距，。所以，我国金属采矿技术未来的发展趋势必须要提高采矿设备的机械化程度以及自动化程度，努力实现生产的高效化。

2.2 深井采矿技术

深井采矿到目前为止还没有一个明确的规定，但就多年开采经验总结，深井开采的矿山深度需超过一千米。深井开采的出现是由于我国矿产资源逐渐匮乏，表层开采所得的矿产资源以及不能满足国家经济发展的需求。虽然深井开采可以获取更多的矿产资源，但由于技术水平还没达到要求，加上开采难度较大，还需要一定的研发时间。

2.3 发展安全环保的绿色矿山

绿色无污染已经成为所有工业生产的口号，为了保护环境，建立洁净的开采环境，采矿工作人员不仅要在采矿过程中时刻主要不要破坏自然地貌，还要在矿山开采过后进行综合治理，将废弃物进行有效处理，降低对环境造成的破坏。在这一方面，也需要利用先进的设备加快处理的速度以及处理的质量。

3 加拿大诺兰达公司先进采矿技术

加拿大的采矿技术一直处于世界前列，以诺兰达公司为例，该公司采用先进的采矿技术为其强有力的竞争力。为了对采矿技术进行不断的创新和发展，该公司斥巨资在技术研发领域，广招高科技人才，不断扩大研究领域，解决加拿大矿产开发难题，经过多年的研究，较为突出的三大研究成果就是等离子爆破技术、自动操作技术和遥控控制技术。以下

就这三项技术进行介绍。

3.1 等离子爆破技术

曾经多位知名研究人员提出：研究一种“无杂散电流、无干扰的”使用电能丽非化学能的爆破硬岩的方法是极为刺激的一件事，如果能够将该方法运用到凿岩—爆破—装载的连续采矿机上，将会促使采矿技术迈上一个新的台阶。

上述讲到的装置如果要把它改造成为矿工能够使用的装置，还是存在的一定的难度的，首先，出于成本考虑，该装置在耗能上要进行严格控制，也就是必须低廉，经过多次测试，发现每立方米矿岩消耗0.19-0.48kw.h，据此可估算能量费用。利用等离子爆破技术产生的电能相当大。其次，由于矿工综合素质偏低，为了能够让每一位矿工都顺利的操作，该种装置的操作过程必须简化。有研究人员表示，该种机器的研发时间可以控制在5年以内，其具体效用不仅可以降低采矿成本，更可以减少岩层支护费用。

3.2 自动操纵技术

自动操纵技术顾名思义就是机械设备实现自动化。诺兰达公司在开采地下矿山时，十分重注矿山的安全性，也就是需要尽可能的了解地下的工作条件，同时又能有效控制成本，如何能够做到这些，关键就在于设计地下矿山重型设备的自动化程序。经过多年的研究，NTC 自动化小组经过多次试验，已经成功地证实了自动亿遥控的装载机的构想，这一突破性的进展将是地面控制装载机的程序的开端。经过多方合作所研究出来的计算机系统集各大优点于一身，它不仅能够让一名矿工在操纵室内操作两台甚至多台装载机，而且能够确保操纵室内舒适的工作环境，矿工的工作变的更加简单，除了机器在进行装在作业时需要他动手，其他时候他只需作为一名观察员在一旁观察即可。这种系统明显地减少了许多当

时操纵装载机的矿工所面临的顶板危险问题。

3.3 遥控控制技术

遥控控制技术又可以成为远程监控技术，也就是利用遥控装置将装载机发生的信号传送到远处控制室的视频传输系统能提供可见的反馈信息。诺兰达公司已经在大多数的矿山开采基地进行遥控装置的安装，这不仅可以实时遥控生产过程，还能有效保护矿工的人身安全。但诺兰达公司不仅仅满足于现在的遥控控制技术水平，NTC 希望研制一种易于从装载机移到卡革上和易于编制出实现各种作业循环的程序，这样可以更好的满足更多特殊矿区的工作要求，同时，他们强调，为了遥控控制技术的发展趋势就是将原本处于地下工作的操纵者转移到地表上来，更大程度的降低风险。经过多年的研究，遥控控制技术已经十分完善，也已经能够在各大矿区的开采过程中起到实质性的优化作用。

4 瑞典的自动化采矿技术

瑞典是一个十分特殊的国家，虽然其占地面积较小，但其采矿技术发展的脚步却相对较快。瑞典是一个科技水平十分发达的国家，其国家的企业都十分重视机械化生产以及自动化生产技术的研发和使用，为了更大程度上解放劳动力，其许多生产过程全线无劳动人员参与，就采矿技术而言，越来越多的自动化采矿技术被实际运用到采矿领域，大大提高了生产效率。

瑞典的自动化采矿技术有许多衍生技术，总体来说都是为了解放劳动力，提高生产效率，自动化采矿技术的核心在于自动化，这与国家体制及国情无本质关系，所以，我国可以对自动化采矿技术加以引进，并在其基础上结合我国矿山开采的实际情况及山体面貌进行适当的改造，将其合理的利用到我国的矿山开采作业过程中来。

5 澳大利亚的生物采矿技术及其应用

澳大利亚生物采矿技术就是利用微生物的特性，将一些重要金属从矿产资源中取出来，由于微生物的特性不同，对其能够识别和分离的金属种类也不同。就目前而言，生物技术以逐步发展和完善。

生物方面的采矿技术是将适合的微生物或者是虫子放入地下，通过他们来进行矿产资源的开采。这种方式是最为环保的开采方式，它不会对开采地段的环境造成过大的损坏，同时也能降低开采成本以及后期环境维护和治理的费用。

在使用生物采矿技术过程中，最为重要的就是微生物的选取，适用在生物开采技术中的微生物主要是生存时间长的生命大概至少要存在三十亿年，在人类产生之前微生物就有非常强大的适应能力加在高温、高压以及高盐度的环境中生存等。并且还可以通过硫磺或是一些化合物来维持生命。

6 结语

综上所述，我国目前的采矿技术水平虽然有所提升，但相较于一些发达国家而言，还存在较大差距。加拿大、瑞典和澳大利亚的先进采矿技术处于世界前列，虽然采矿技术有时受到地理条件的制约不能照搬照抄，但是还是可以引进作为参考，并结合我国具体实情加以改造，或是将其先进技术的核心加以研究透彻，从而能够在其基础上进行改革创新，得出属于自身的先进采矿技术。